【NJU OS】08 并发 Bug 和应对

应对Bug的方法

基本思路：否定你自己

虽然不太愿意承认，但始终假设自己的代码是错的。

Bug 多的根本原因：编程语言的缺陷

软件是需求 (规约) 在计算机数字世界的投影。

更实在的方法：防御性编程

把程序需要满足的条件用 assert 表达出来。

并发 Bug：死锁 (Deadlock)

AA-Deadlock

ABBA-Deadlock

避免死锁

死锁产生的四个必要条件 (Edward G. Coffman, 1971):

• 互斥：一个资源每次只能被一个进程使用
• 请求与保持：一个进程请求资阻塞时，不释放已获得的资源
• 不剥夺：进程已获得的资源不能强行剥夺
• 循环等待：若干进程之间形成头尾相接的循环等待资源关系

并发 Bug：数据竞争 (Data Race)

数据竞争

不同的线程同时访问同一段内存，且至少有一个是写。

Peterson 算法告诉大家：

你们写不对无锁的并发程序，所以事情反而简单了

用互斥锁保护好共享数据，消灭一切数据竞争

其他类型并发Bug

原子性违反(AV)

顺序违反(Ov)

应对并发Bug的方法

Lockedep

ThreadSanitizer

更多的检查：动态程序分析

动态分析工具：Sanitizers

总结

• 常见的并发 bug
  • 死锁、数据竞争、原子性/顺序违反
• 不要盲目相信自己：检查、检查、检查
  • 防御性编程：检查
  • 动态分析：打印 + 检查